ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Методы разделения газообразных топлив из "Основы химической технологии" К газообразному топливу относят природные и попутные газы, газы нефтепереработки, коксовый и генераторный газы. Состав природных и попутных газов очень разнообразен и зависит от условий залегания. [c.242] Нефтяные газы в последние годы стали важнейшим видом сырья для нефтехимического синтеза. Увеличение объема газа, добываемого на промыслах и вырабатываемого в процессах переработки нефти, а также повышение требований к качеству моторных топлив и непрерывный рост потребностей на разнообразное углеводородное сырье для нефтехимической промышленности — все это стимулирует совершенствование существующих и разработку новых высокоэффективных процессов переработки углеводородных газов. [c.242] Прогресс нефтехимической промышленности неразрывно связан с интенсификацией процессов газоразделения. Так, газообразные парафиновые (метан, этан, пропан, бутаны и пентаны), оле-финовые (этилен, пропилен, бутилены и амилены) и диеновые (дивинил, изопрен) углеводороды являются сырьем для получения различных продуктов, необходимых для народного хозяйства нашей страны. Это — спирты, кетоны, кислоты, альдегиды, оксиды, пластические массы, синтетические каучуки, волокна, моющие средства и т. д. В связи с этим в последние годы возникла необходимость создания процессов газоразделения, обеспечивающих максимальное извлечение углеводородных компонентов. [c.242] Природные, попутные газы и газы нефтепереработки состоят в основном из углеводородов и небольшого количества примесей. Переработка газового сырья включает очистку газа от примесей, удаление тяжелых углеводородов, осушку и разделение на фракции или индивидуальные компоненты. Разделение проводят комбинированием различных методов адсорбции, абсорбции, конденсации и ректификации. Ниже приведена краткая характеристика отдельных методов переработки газов. [c.242] Разделяемую газовую смесь пропускают через абсорбционную колонну, которая орошается растворителем. Низшие углеводороды (С1 — Сг) не поглощаются и их отводят из верхней части колонны. Более тяжелые углеводороды абсорбируются орошающей жидкостью, выводятся из нижней части колонны и затем в десор-бере выделяются из раствора. Растворители охлаждают и возвращают на абсорбцию. [c.243] Для очистки и концентрирования углеводородных газов используют схемы с циркуляцией абсорбента, в которых чередуются процессы абсорбции и десорбции (рис. 12.12). Газ пропускают снизу вверх через абсорбер (скруббер) 1, заполненный насадкой или оборудованный тарелками. Противотоком ему движется абсорбент. [c.243] Чосле насыщения углеводородами абсорбент поступает в десорбер 5, где из него при повышенной температуре удаляют углеводороды. Большей частью применяют тарельчатые десорберы. Поскольку в процессе очистки газа абсорбент то нагревается, то охлаждается, большое значение приобретает более полное использование физической теплоты раствора. Горячий регенерированный раствор, движущийся в теплообменнике 4 по одну сторону труб, отдает теплоту раствору, направляемому на регенерацию. Окончательный подогрев раствора до температуры десорбции и его охлаждение, необходимое для лучшего поглощения, производятся соответственно в подогревателе 3 и холодильнике 2. Циркуляция раствора в системе осуществляется при помощи насосов 6. [c.243] Адсорбция — поглощение газов твердыми мелкопористымп телами с последующей отгонкой и ректификацией поглощенных углеводородов. [c.243] Химическая адсорбция хемосорбция) сопровождается химическим взаимодействием поглощаемого вещества с адсорбентом, в результате последний покрывается пленкой продуктов реакции. Скорость процесса существенно зависит от температуры и характеризуется значительной энергией активизации. [c.244] Химическую адсорбцию широко применяют для очистки, осущ-ки газов и разделения углеводородных газовых смесей, а такл е в процессах гетерогенного катализа. В качестве адсорбентов используют пористые вещества с развитой внутренней поверхностью активированный уголь, силикагель, активный оксид алюминия, алюмосиликаты, цеолиты. В промышленности эксплуатируют установки по адсорбционному выделению на активированном угле пропана из природного газа, этилена из метано-водородных фракций и продуктов пиролиза метана. Наибольшее применение в промышленности находит гиперсорбция — непрерывное разделение газовых смесей избирательным поглощением отдельных компонентов газа медленно движущимся слоем активированного угля. [c.244] Конденсация — метод, основанный на различной способности углеводородов к переходу из газообразного в жидкое состояние. Из многокомпонентной смеси в первую очередь конденсируются высококипящие углеводороды. [c.245] Конденсация многокомпонентных смесей может быть осуществлена подбором соответствующих температуры и давления. Процесс проводят в сепараторах. Газ сначала осушают для предотвращения образования гидратов при низких температурах и освобождают от примесей диоксида углерода и сероводорода, затем сжимают и дросселируют в сепаратор. Здесь при снижении давления температура газа понижается и выделяется конденсат. Если газ обогащен компонентами С5 и выше, его конденсацию ведут при невысоком давлении и умеренных температурах. При небольшом содержании высококипящих углеводородов смесь разделяют методом низкотемпературной конденсации при 4,0—4,5 МПа и —70°С и ниже. Газовый конденсат направляют далее на разделение методом ректификации. [c.245] Ректификация — метод разделения, основанный на различных температурах кипения компонентов смеси. При переработке нефтяного сырья используют низкотемпературную ректификацию под давлением. Сначала сжатую газовую смесь охлаждают примерно до — 100°С. При этом углеводороды Со —С5 сжижаются, а метан и водород остаются в газовой фазе. Сжиженные углеводороды затем подвергают ректификации под давлением при низких температурах, поддерживаемых путем испарения сжиженных газов (аммиак, этилен и т. д.) или быстрого понижения давления газов (дросселирование). [c.245] В промышленности для разделения близкокипящих компонентов газов используют аппараты с большим числом решеток и высокой кратностью орошения четкая ректификация). Ее проводят с целью получения индивидуальных компонентов со степенью чистоты 95% и выше (до 99,99 %). В зависимости от температуры и давления изменяется относительная летучесть компонентов смеси она уменьшается при повышении общего давления и температуры. Поэтому для лучшего разделения необходимо понижать давление и температуру, но целесообразность этих мер зависит от экономических показателей процесса. При глубоком вакууме и низких температурах легко разделяются углеводороды С1 — С5. [c.245] При азеотропной ректификации летучесть третьего компонента сравнительно высока, и он выводится вместе с верхним потоком из колонны. В экстрактивной ректификации используют малолетучий третий компонент с высокой температурой кипения, который селективно поглощает определенный компонент и выводится с ним с низа колонны. Азеотропную ректификацию применяют для разделения близкокипящих углеводородов различного строения. В качестве разделяющего агента для ректификации, например, азеотропной смеси углеводородов С4 можно применять диоксид серы, который значительно изменяет температуры кипения компонентов. [c.246] Экстрактивную ректификацию широко применяют в нефтеперерабатывающей промышленности, в том числе для разделения пропан-пропиленовой и бутан-бутиленовой фракций и для выделения бутадиена. В обычных условиях давление насыщенных паров компонентов бутан-бутиленовой фракции увеличивается в такой последовательности бутан а-бутилен изобутан. При введении в бутан-бутиленовую фракцию фурфурола летучесть а-бу-тилена (бутена-1) становится самой низкой, и он вместе с фурфуролом удаляется с нижней части колонны, а бутаны — с верхней. [c.246] Химическая переработка компонентов газов приобретает все большее значение и является одним из основных направлений дальнейшего развития химической промышленности. Себестоимость продуктов, получаемых из углеводородных газов, значительно ниже, чем из других видов сырья. [c.246] Вернуться к основной статье